连铸机二次冷却水的比水量控制.doc

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1、连铸机二次冷却水的比水量控制2008-05-2421:03冷继元（马鞍山钢铁设计研究院，马鞍山）   摘要为克服现行连铸二冷水控制模型的缺陷，提出了新的比水量自动配水控制模型，计算机根据生产情况的变化，自动选定配水模型以控制水表，该模型还考虑了各段喷嘴的有效性。   关键词连铸二冷水比水量  控制模型在开发太钢MII型连铸过程中，分析所采用的各种控制模型，都存在许多不足之处。在分析了线形公式模型和配水表模型缺陷后，提出了新颖的比水量控制自动配水模型。在这种模型的编制中考虑了喷嘴特性和管路特性，按浇钢量和给定比水量控制二冷水量；计算

2、机可以在给定条件下，自选选定配水模式和自动生成控制水表；当生产中拉速发生变化时，可按浇钢量变化、喷嘴雾化特性，计算机自行调节各段水量，从而保证了比水量和稳定和铸坯质量的均一性。1方坯连铸二次冷却控制现状最初的模型是建立水量q与拉速Vc的一次简单函数关系，即：                           q=K×Vc系数K是一个同浇铸断面和比水量有关的函数。总水量确定后，经验确定各冷却段的水量分配比例，各段互不影响，在系统调节上各单元往往单独设定。采用这种模式时，公式建立比较方便，但由于各段比例是固定不变的，在拉速变化较大时

3、，靠近拉矫机的区间，比例往往较低。当拉速减小时，实际的喷水量过，喷嘴严重雾化不良，甚至形成涓涓细流和水滴，引起局部过冷黑印，有时导致局部表面裂纹。加上其它原因，这种模型在生产中正常使用的不多，而改为在智能仪表上手动调整。为加强使用的适用性，一些连铸机将配水模型改为表格形式，拉速与水量关系的表格存储于计算机中。这种表格的特点是建立各段喷水量与拉速的关系。在编制水表时，可以将热力学边界条件的变化考虑在内，可考虑比水量与拉速的关系，编制难度比较大。在现场使用中，一旦要调整水表，往往是按经验进行简单计算分配，仍然是各冷却段水量互不关联，往

4、往某一冷却段的关闭或投入，对总比水量影响很大。2开发的二冷模型的目标及特点按目前二冷传热和凝固计算的现状，完全建立理论计算模型尚存在较大的困难，而且一旦模型建立，因生产条件的变化，调整也很困难。如果加入各种调整系数，最终又将转换成复杂的经验模型。为此，开发新型连铸二冷模型的目标为：以给定比水量为基本参数；为简化模型，以浇钢量作为基准进行调节；确定基本参数后，系统可自动生成实用控制水表；充分考虑喷嘴的雾化特性，充分利用系统的管路特性，保证喷嘴在雾化良好的区域工作；调用、调整方便；根据比水量确定总喷水量，按预先设定的各段喷水比例，自动

5、确定各喷淋段喷淋水量。采用CRT画面显示设定参数和生产实际参数，使用软件按钮对系统参数进行调整。3方坯连铸二冷水量的浇钢量───比水量控制比水量，即连铸单位重量的钢所喷淋的二冷水量，单位为升水/公斤钢（L/kg），因此二冷水总量直接与比水量和浇钢量相关。3.1浇钢量不同断面的连铸坯,只要以相同的浇钢量操作,理论上有相近的喷水量,只是考虑比表面的不同作适当的调整。中间罐水口确定后，浇钢量的大小基本上就控制在一定范围内，因此按浇钢量确定比水量，使用上更方便。仅根据断面大小，在小范围内对比水量进行修正，即可满足使用要求。3.2比水量确定

6、在生产中，根据钢种特性确定比水量，对常规低碳钢常采用强冷却，增大冷却凝固系数，缩短凝固时间，因此在同样的冶金长度下，可提高拉速，也就提高了连铸机生产率。强冷却的比水量为1.0～1.2L/kg钢。如果钢的裂纹敏感性增大，对连铸坯的质量要求较高，往往采用中等到强度的冷却。如中碳钢、部分合金结构钢等，其水量为0.7～1.0L/kg钢。如果钢的裂纹敏感性很强，如Cr系不锈钢等，则要用弱冷却。有时为抑制柱状晶生长，增大截面上等轴晶面积比亦要降低冷却强度。采用弱冷却，比水量小于0.7L/kg钢时，铸坯的表面温度较高，结晶结构上柱状晶被抑制，等

7、轴晶面积比相对提高。因此对不同钢种比水量是不同的，特别是合金钢厂，由于钢种多，比水量变化相当大，从0.4～0.6L/kg变化到1.5～2.0L/kg。如按过去的配水方法，按浇铸特性，把钢种分成数类，每类一种配水方案，就要编制数个系列的配水表。每次根据钢种调用和调整，人为输入调整系数，调整后重新核算比水量，工作烦杂，使用不便。本试验提出以比水量作依据，编制基本水表。只要根据钢种输入选定比水量，即可自动生成实用配水表格。比水量确定时，要考虑断面的影响。断面大，比表面小，比水量相对要大一些。拉速对比水量亦有影响，拉速高时铸坯通过喷嘴的时

8、间短，对一单元铸坯在某一位置来说，相对铸坯的凝固层薄，表面散热量大，因此喷水量就应适当加大。所以拉速高相对比水量大。可以根据凝固理论计算和按实际经验建立拉速—比水量的函数关系。原则上拉速提高比水量也相应增大，但不是比例函数关系。3.3冷却分段喷水比